- •Mатематика
- •Часть 2 методы оптимизации
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.2.2. Перечень видов практических занятий и контроля:
- •2.2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.3. Тематический план дисциплины
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок
- •2.5.1. Практические занятия
- •2.5.1.1. Практические занятия (очная/очно-заочная формы обучения)
- •2.5.1.2. Практические занятия (заочная формы обучения)
- •2.5.2. Лабораторные работы (для всех форм обучения)
- •Балльно-рейтинговая система
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект лекций введение
- •Раздел 1. Линейное программирование. Основные понятия
- •Стандартная и каноническая формы задачи линейного программирования
- •Пример 1.1.1
- •Пример 1.1.2
- •Пример 1.1.3
- •1.2. Двойственная задача
- •Пример 1.2.1
- •1.3. Базисные решения
- •Пример 1.3.1
- •Раздел 2. Решение прямой задачи линейного программирования симплекс-методом
- •2.1. Теоремы двойственности. Алгоритм симплекс-метода
- •Пример 2.1.1
- •2.1.2. Анализ оптимальной симплекс-таблицы
- •2.2. Интервалы устойчивости. Ценность ресурсов
- •Пример 2.2.1
- •Пример 2.2.2
- •Пример 2.2.3
- •Раздел 3. Решение транспортной задачи. Матричные игры
- •3.1. Математическая постановка транспортной задачи
- •Пример 3.1.1
- •3.2. Матричные игры. Основные понятия
- •Пример 3.2.1
- •3.3. Решение матричных игр в смешанных стратегиях
- •Пример 3.3.1
- •3.4. Решение матричных игр симплекс-методом
- •Пример 3.4.1
- •Раздел 4. Целочисленное и нелинейное программирование
- •4.1. Задача о назначениях
- •Пример 4.1.1
- •4.2. Нелинейное программирование
- •Пример 4.2.1
- •Раздел 5. Производственные функции
- •5.1. Свойства производственных функций
- •Примеры производственных функций.
- •Пример 5.1.1
- •Пример 5.1.2
- •Пример 5.1.3
- •Пример 5.1.4
- •Пример 5.1.5
- •5.2. Характеристики производственных функций
- •Пример 5.2.1
- •Пример 5.2.2
- •Пример 5.2.3
- •Модель фирмы
- •Пример 5.3.1
- •Геометрическая иллюстрация оптимального решения
- •5.4. Функции спроса на ресурсы и функция предложения продукции
- •Пример 5.4.1
- •Вопросы для самопроверки
- •Раздел 6. Модели потребительского спроса
- •6.1. Функции полезности
- •2. Неоклассическая мультипликативная функция
- •3. Логарифмическая функция
- •Пример 6.1.1
- •2. Свойство строгой вогнутости
- •Пример 6.1.2
- •Пример 6.1.3
- •6.2. Кривые безразличия
- •Пример 6.2.1
- •Пример 6.2.2
- •Пример 6.2.3
- •Вопросы для самопроверки
- •6.3. Задача потребительского выбора
- •Пример 6.3.1
- •Пример 6.3.2
- •Вопросы для самопроверки
- •6.4. Влияние на спрос цен товаров и дохода потребителя
- •Пример 6.4.1
- •Пример 6.4.2
- •Вопросы для самопроверки
- •6.5. Уравнение Слуцкого
- •Пример 6.5.1
- •Вопросы для самопроверки
- •Порядок выполнения работы
- •3.1. Выполнение задания 1
- •Пример 1.1
- •Решение
- •3.1.1. Построение начального базисного плана
- •3.2. Выполнение задания 2
- •Работа 2. Решение транспортной задачи и матричной игры
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •Порядок выполнения работы
- •3.1. Выполнение задания 1
- •Решение
- •3.1.1. Заполнение исходных данных
- •3.2. Выполнение задания 2 Пример
- •Решение
- •3.5. Индивидуальные задания для выполнения лабораторной работы Лабораторная работа 1
- •Лабораторная работа 2
- •Вариант 1
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Методические указания к выполнению контрольной работы
- •4.1.1. Задание на контрольную работу
- •Варианты заданий 1 и 2
- •Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •4.1.2. Методические указания к выполнению контрольной работы Пример задания 1
- •Записать стандартную и каноническую формы
- •Графическое решение задачи
- •Пример задания 2. Двойственная задача
- •Найти оптимальное решение двойственной задачи
- •Пример задания 3
- •Решение
- •Пример задания 4
- •1) Вычислим равновесный спрос при заданных ценах и доходе
- •4.2. Тесты текущего контроля (по разделам) Тест № 1
- •Тест № 2
- •Тест № 3
- •Тест № 4
- •Тест № 5
- •Тест № 6
- •4.3. Итоговый тест
- •4.4. Вопросы к экзамену
- •Содержание
- •Математика. Ч. 2. Методы оптимизации
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5
Вопросы для самопроверки
1) Дайте определение класса безразличия на пространстве товаров.
2) Как записывается уравнение кривой безразличия?
3) Дайте определение нормы замены одного товара другим
4) С чем состоит экономический смысл норма замены одного товара другим?
5) Перечислите свойства кривых безразличия.
6.3. Задача потребительского выбора
Изучаемые вопросы:
Бюджетное множество.
Решение задачи потребительского выбора.
Графическое решение задачи потребительского выбора.
Функции спроса.
Подобно тому, как для анализа вкусов и предпочтений служат кривые безразличия, для анализа возможностей потребителя используются бюджетные линии (линии цен).
Бюджетное множество
Допустим, что потребитель имеет некоторую сумму денежных средств M (доход), которую он готов израсходовать на приобретение набора из двух товаров X = (x1, x2). Пусть p1 и p2 обозначают цены за единицу этих товаров. Тогда выражение
определяет стоимость набора товаров X = (x1, x2).
Множество всех наборов X = (x1, x2), стоимость которых не превосходит дохода M т.е.
(6.3.1)
называется бюджетным множеством.
Множество всех наборов X = (x1, x2), для которых выполняется равенство
(6.3.2)
называется бюджетной линией.
Графически бюджетное множество представляет собой треугольник, ограниченный осями координат и бюджетной линией (рис. 6.3.1).
Рис. 6.3.1
Решение задачи потребительского выбора
Потребитель стремится максимизировать свою полезность и единственное, что его сдерживает, – это ограниченность дохода. Поэтому модель поведения потребителя можно сформулировать как оптимизационную задачу:
найти такой потребительский набор на котором достигается максимум функции полезности
u(x1, x2)
при ограничениях
,
х1 0, х2 0.
Оптимальное решение этой задачи называется спросом потребителя или точкой локального рыночного равновесия.
Для решения этой задачи нелинейного программирования составим функцию Лагранжа
,
где λ – множитель Лагранжа. Выпишем необходимые и достаточные условия экстремума функции Лагранжа
→ (6.3.3)
→ (6.3.4)
→ (6.3.5)
.
Поделив уравнение (6.3.3) на (6.3.4), получаем систему уравнений для определения спроса :
(6.3.6)
. (6.3.7)
Заметим, что левая часть уравнения (6.3.6) равна предельной норме замены первого товара вторым
Отсюда следует, что в точке (локального) рыночного равновесия выполняется равенство
, (6.3.8)
т.е. предельная норма замены первого товара вторым равна отношению рыночных цен товаров.
Графическое решение задачи потребительского выбора.
Пусть уравнение кривой безразличия имеет вид
Из равенства и формулы (6.3.8) следует, что
т.е. тангенс угла наклона касательной кривой безразличия в точке рыночного равновесия равен .
С другой стороны, уравнение бюджетной линии
можно записать
,
т.е. бюджетная линия изображается прямой на плоскости с тангенсом угла наклона .
Таким образом, в точке оптимального потребительского выбора угол наклона кривой безразличия равен углу наклона бюджетной линии.
Для графического решения нужно построить карту кривых безразличия. На этой карте нужно найти кривую безразличия, которая касается бюджетной линии. Координаты точки касания определяют точку оптимального потребительского выбора (рис. 6.3.2).
Рис. 6.3.2